JPH08277255A - Continuous production of urethane - Google Patents
Continuous production of urethaneInfo
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- JPH08277255A JPH08277255A JP8142295A JP8142295A JPH08277255A JP H08277255 A JPH08277255 A JP H08277255A JP 8142295 A JP8142295 A JP 8142295A JP 8142295 A JP8142295 A JP 8142295A JP H08277255 A JPH08277255 A JP H08277255A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、マスクドイソシアナー
トおよびイソシアナートの中間原料等に広く用いられて
いるウレタンの製造方法に関する。さらに詳しくは、1
級ポリアミンを有機ヒドロキシル化合物と尿素および/
またはN−無置換カルバミン酸エステルと反応させて、
副生するアンモニアを反応系から除去しながら連続的に
反応させてなるウレタンの連続的製造方法に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing urethane, which is widely used as a masked isocyanate and an intermediate raw material for isocyanate. More specifically, 1
-Grade polyamines with organic hydroxyl compounds and urea and /
Or by reacting with an N-unsubstituted carbamic acid ester,
The present invention relates to a continuous urethane production method in which by-produced ammonia is continuously reacted while being removed from a reaction system.
【0002】[0002]
【従来技術】従来、イソシアナートは第1級アミンとホ
スゲンとの反応によって製造されているが、この方法は
猛毒のホスゲンを使用すること、腐食性の塩化水素ガス
が大量に副生すること、さらにはイソシアナートと分離
困難な加水分解性の塩素化合物が副生し、これが製品中
に混入するなどの欠点を有しており、このためホスゲン
を使用しないイソシアナートの工業的製法の確立が強く
求められてきた。2. Description of the Related Art Conventionally, isocyanates have been produced by reacting primary amines with phosgene. This method uses toxic phosgene, produces a large amount of corrosive hydrogen chloride gas as a by-product, Furthermore, it has the disadvantage that isocyanate and hydrolyzable chlorine compounds that are difficult to separate are by-produced, and this is mixed in the product.Therefore, the establishment of an industrial production method for isocyanates that does not use phosgene is strongly established. I have been asked.
【0003】特開昭55−120551号公報(米国特
許4,297,501号明細書)には、ホスゲンを用い
ない脂肪族O−アリールウレタンの製造方法として、1
級アミン、一酸化炭素および脂肪族アルコールまたは芳
香族ヒドロキシル化合物から、貴金属触媒を用いて酸化
的にウレタン化する方法が記載されている。しかし、こ
の方法も、毒性の強い一酸化炭素を使用すること、およ
び高価な貴金属触媒を用いるために、生成物であるウレ
タンから触媒を回収するには、煩雑な操作と多大な費用
を要することなどの問題点を有している。Japanese Unexamined Patent Publication No. 55-120551 (US Pat. No. 4,297,501) discloses a method for producing an aliphatic O-aryl urethane without using phosgene.
A process for the oxidative urethanization of a primary amine, carbon monoxide and an aliphatic alcohol or an aromatic hydroxyl compound with a noble metal catalyst is described. However, this method also uses carbon monoxide, which is highly toxic, and uses an expensive noble metal catalyst. Therefore, it requires a complicated operation and a large cost to recover the catalyst from the urethane product. Have problems such as.
【0004】また、米国特許3,873,553号明細
書には,N−アルキル−N’,N’−ジアルキル尿素、
芳香族ヒドロキシル化合物、および塩化水素ガスを反応
させて、N−アルキル−O−アリールウレタンを製造す
る方法が記載されている。しかし、この方法も、腐食性
の塩化水素ガスを使用すること、および副生するN,
N’−ジアルキルアミンの塩酸塩からウレタンを回収す
るには、煩雑な操作と多大な費用を要する問題点を有し
ている。In US Pat. No. 3,873,553, N-alkyl-N ', N'-dialkylurea,
A method for producing an N-alkyl-O-aryl urethane by reacting an aromatic hydroxyl compound and hydrogen chloride gas is described. However, this method also uses corrosive hydrogen chloride gas and produces N,
The recovery of urethane from the hydrochloride of N'-dialkylamine has a problem that it requires a complicated operation and a large cost.
【0005】一方、米国特許2,677,698号明細
書には、ホスゲンを用いない脂肪族モノウレタンの製造
方法として、1段目で脂肪族1級アミンをと尿素から
N,N’−ジアルキル尿素をつくり、2段目でN,N’
−ジアルキル尿素とヒドロキシル化合物を反応させて脂
肪族モノウレタンを製造し、副生する1級アミンを分離
回収して1段目に戻す方法が記載されている。しかし、
この方法はウレタンの収率が低いだけでなく、反応が2
段で且つ1級アミンのリサイクル設備を要するため、工
程が極めて煩雑で工業的に実施するのに満足すべきもの
でない。On the other hand, US Pat. No. 2,677,698 discloses a method for producing an aliphatic monourethane that does not use phosgene, wherein an aliphatic primary amine and urea are used to produce N, N'-dialkyl. Urea is made and N, N 'in the second stage
A method of reacting a dialkylurea with a hydroxyl compound to produce an aliphatic monourethane, separating and recovering a by-produced primary amine and returning it to the first stage. But,
Not only is this method low in urethane yield, but the reaction
Since it requires a step and a primary amine recycling facility, the process is extremely complicated and is not satisfactory for industrial implementation.
【0006】また、特開平6−41045号公報には脂
肪族1級ポリアミンと尿素、およびアルコールとからビ
ス尿素を製造した後、脂肪族O−アルキルポリウレタン
を製造する方法が記載されている。しかし、この方法は
反応が2段で且つ滞留時間が非常に長くなる点で問題で
ある。また、1段で脂肪族1級アミンとヒドロキシル化
合物および尿素とを反応させて、脂肪族ウレタンを製造
する方法がいくつか提案されている。Further, JP-A-6-41045 discloses a method for producing an aliphatic O-alkyl polyurethane after producing a bisurea from an aliphatic primary polyamine, urea and an alcohol. However, this method is problematic in that the reaction has two stages and the residence time is very long. Further, some methods have been proposed for producing an aliphatic urethane by reacting an aliphatic primary amine with a hydroxyl compound and urea in a single step.
【0007】例えば、米国特許2,409,712号明
細書には、脂肪族1級アミンおよび尿素を脂肪族アルコ
ールと反応させて、脂肪族O−アルキルモノウレタンを
製造する方法が記載されている。また、特開昭55−1
45657号公報(西独特許2,917,493号)に
は、脂肪族1級ポリアミンを尿素または尿素化合物の存
在下で脂肪族アルコールと反応させて、脂肪族O−アル
キルポリウレタンを製造する方法が記載されている。さ
らにこれらの改良法として、特開昭56−103153
号公報(西独特許2,943,551号)、特開昭56
−103153(西独特許2,943,550号)に
は、脂肪族1級ポリアミンを尿素およびN−未置換ウレ
タンの存在下で脂肪族アルコールと反応させて、脂肪族
O−アルキルポリウレタンを製造する方法が記載されて
いる。For example, US Pat. No. 2,409,712 describes a method of reacting an aliphatic primary amine and urea with an aliphatic alcohol to produce an aliphatic O-alkyl monourethane. . In addition, JP-A-55-1
Japanese Patent No. 45657 (West German Patent 2,917,493) describes a method for producing an aliphatic O-alkyl polyurethane by reacting an aliphatic primary polyamine with an aliphatic alcohol in the presence of urea or a urea compound. Has been done. Further, as an improved method of these, JP-A-56-103153
Japanese Patent (West German Patent 2,943,551) and Japanese Patent Laid-Open No. 56-56
-103153 (West German Patent No. 2,943,550) discloses a method for producing an aliphatic O-alkyl polyurethane by reacting an aliphatic primary polyamine with an aliphatic alcohol in the presence of urea and an N-unsubstituted urethane. Is listed.
【0008】上記の1段の方法で得られる脂肪族ウレタ
ンは、いずれも脂肪族O−アルキルウレタンである。こ
のように、O−アリールウレタンが除外されているのは
以下のような公知文献の記載からの理由によるものと推
定される。例えば、S.R.Sandler、W.Karo著「官能基別
有機化合物合成法II」、248頁(1971年 広川
書店刊)には尿素とアルコールからは容易にN−無置換
カルバミン酸O−アルキルを合成できるが、尿素と芳香
族ヒドロキシル化合物からN−無置換カルバミン酸O−
アリールを生成することは困難であるとの記載がある。The aliphatic urethanes obtained by the above-mentioned one-step method are all aliphatic O-alkyl urethanes. As described above, it is presumed that the O-aryl urethane is excluded because of the following description in the known literature. For example, by SR Sandler and W. Karo, "By Functional Group"
Organic Compound Synthesis Method II ”, p. 248 (published by Hirokawa Shoten in 1971), O-alkyl N-unsubstituted carbamates can be easily synthesized from urea and alcohol, but N-unsubstituted from urea and aromatic hydroxyl compounds. Carbamic acid O-
It is described that it is difficult to produce an aryl.
【0009】脂肪族O−アリールウレタンを製造する方
法として、特開平2−759号公報、特開平3−202
54号公報には、尿素および/またはN−無置換カルバ
ミン酸O−アリール、芳香族ヒドロキシル化合物と脂肪
族1級アミンとの1段反応から脂肪族O−アリールウレ
タンを製造する方法が開示されている。これらの方法で
は、反応蒸留法や不活性ガスを導入する等アンモニアの
除去に関してかなりの改善がみられる。しかし、いずれ
の場合も反応液中のアンモニア濃度を低下させることの
みにしか言及していなく、さらに、脂肪族アミンの中で
も反応速度の遅い脂環族アミン等への適用に関しては、
反応温度を高めて反応を加速する等の方法をとっている
が依然、収率的にも満足のできるものではなく改善が必
要とされている。As a method for producing an aliphatic O-aryl urethane, JP-A-2-759 and JP-A-3-202 are known.
Japanese Patent Publication No. 54-54 discloses a method for producing an aliphatic O-aryl urethane from a one-step reaction of urea and / or O-aryl N-unsubstituted carbamate, an aromatic hydroxyl compound and an aliphatic primary amine. There is. These methods show considerable improvements in the removal of ammonia, such as the reactive distillation method and the introduction of an inert gas. However, in any case, only mentioning that the concentration of ammonia in the reaction solution is lowered, further, regarding the application to an alicyclic amine having a slow reaction rate among aliphatic amines,
Although methods such as increasing the reaction temperature to accelerate the reaction have been adopted, the yield is still unsatisfactory and improvements are needed.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、これまでの欠点を除去し、即ち、反応選択
率を上げることでウレタンを高収率で得られる製造方法
を提供すること、特に反応速度の遅い脂環族アミンから
のウレタン収率を向上させる製造方法を提供することで
ある。The problem to be solved by the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, that is, to provide a process for producing urethane in a high yield by increasing the reaction selectivity. Another object of the present invention is to provide a production method for improving the yield of urethane from an alicyclic amine having a particularly slow reaction rate.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記従来
技術の課題を克服すべく鋭意検討の結果、本発明にいた
った。即ち、本発明は、1級ポリアミン、尿素および/
またはN−無置換カルバミン酸エステル、有機ヒドロキ
シル化合物を反応塔に連続的に供給し、相応するウレタ
ンを生じさせ、反応塔内で発生するアンモニアを反応塔
から連続的に抜き出しつつ、生成するウレタンを含む混
合液を反応塔の底部より連続的に抜き出すことからなる
ウレタンの連続的製造方法において、a)反応塔上部の
温度は100〜180゜Cおよび反応塔下部の温度を1
60〜280゜Cに維持し、且つ反応塔下部の温度を反
応塔上部の温度より20゜C以上高くすること、および
b)反応塔上部におけるアンモニア濃度を0.01〜1
0wt%に維持し、反応塔の底部での混合液中のアンモ
ニア濃度を0.1〜300ppmに維持し、且つ反応塔
上部の液中のアンモニア濃度は反応塔下部の液中のアン
モニア濃度よりも高いことを特徴とするウレタンの連続
的製造方法である。The present inventors have arrived at the present invention as a result of intensive studies to overcome the above-mentioned problems of the prior art. That is, the present invention relates to primary polyamines, urea and / or
Alternatively, an N-unsubstituted carbamic acid ester and an organic hydroxyl compound are continuously supplied to the reaction tower to generate a corresponding urethane, and ammonia generated in the reaction tower is continuously withdrawn from the reaction tower, and the generated urethane is In a continuous method for producing urethane, which comprises continuously withdrawing a mixed solution containing the same from the bottom of the reaction tower, a) the temperature of the upper part of the reaction tower is 100 to 180 ° C and the temperature of the lower part of the reaction tower is 1
The temperature of the lower part of the reaction tower is higher than the temperature of the upper part of the reaction tower by 20 ° C or more, and b) the ammonia concentration in the upper part of the reaction tower is 0.01-1.
0 wt%, the ammonia concentration in the mixed liquid at the bottom of the reaction column was maintained at 0.1 to 300 ppm, and the ammonia concentration in the liquid above the reaction column was higher than the ammonia concentration in the liquid below the reaction column. It is a continuous production method of urethane characterized by high price.
【0012】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
用いられる有機ヒドロキシル化合物としては、脂肪族と
芳香族のヒドロキシル化合物がある。脂肪族ヒドロキシ
ル化合物は、脂肪族残基に直接ヒドロキシル基が結合し
ているものであれば、どのようなものであってもよい。
例えば、メタノール、プロパノール、ブタノール、イソ
ブタノール、ペンタノール、イソペンタノール、ヘキサ
ノール、2ーエチルヘキサノール、等の脂肪族第1級ア
ルコールが好ましい。このような脂肪族ヒドロキシル化
合物は1種だけでもよいし、2種以上混合して用いるこ
ともできる。The present invention will be described in detail below. The organic hydroxyl compound used in the present invention includes aliphatic and aromatic hydroxyl compounds. The aliphatic hydroxyl compound may be any compound as long as the hydroxyl group is directly bonded to the aliphatic residue.
For example, aliphatic primary alcohols such as methanol, propanol, butanol, isobutanol, pentanol, isopentanol, hexanol and 2-ethylhexanol are preferable. Such aliphatic hydroxyl compounds may be used alone or in combination of two or more.
【0013】一方、芳香族ヒドロキシル化合物として
は、芳香族残基に直接ヒドロキシル基が結合しているも
のであれば、どのようなものであってもよい。例えば、
フェノール;クレゾール(各異性体),キシレノール
(各異性体),エチルフェノール(各異性体),プロピ
ルフェノール(各異性体)等の各種アルキルフェノール
類;メトキシフェノール(各異性体),エトキシフェノ
ール(各異性体)等の各種アルコキシフェノール類;ク
ロロフェノール(各異性体),ブロモフェノール(各異
性体),ジクロルフェノール(各異性体),ジブロモフ
ェノール(各異性体)等のハロゲン化フェノール類;メ
チルクロルフェノール(各異性体),エチルクロルフェ
ノール(各異性体),メチルブロモフェノール(各異性
体),エチルブロモフェノール(各異性体)等のアルキ
ルおよびハロゲン置換フェノール類;ニトロフェノール
(各異性体),ニトロナフトール(各異性体)等のニト
ロ置換芳香族ヒドロキシル化合物類;シアノフェノール
(各異性体),シアノナフトール(各異性体)等のシア
ノ置換芳香族ヒドロキシル化合物類等が用いられる。On the other hand, the aromatic hydroxyl compound may be any one as long as the hydroxyl group is directly bonded to the aromatic residue. For example,
Phenol; various alkylphenols such as cresol (each isomer), xylenol (each isomer), ethylphenol (each isomer), propylphenol (each isomer), methoxyphenol (each isomer), ethoxyphenol (each isomer) Alkoxyphenols such as chlorophenol (each isomer), bromophenol (each isomer), dichlorophenol (each isomer), dibromophenol (each isomer), and other halogenated phenols; methylchloro Alkyl- and halogen-substituted phenols such as phenol (each isomer), ethylchlorophenol (each isomer), methylbromophenol (each isomer), ethylbromophenol (each isomer); nitrophenol (each isomer), Nitro-substituted aromatic hydro such as nitronaphthol (each isomer) Sill compounds; cyanophenol (including isomers), cyano naphthol (isomers) cyano-substituted aromatic hydroxyl compounds such as and the like are used.
【0014】このような芳香族ヒドロキシル化合物は1
種だけでもよいし、2種以上混合して用いることもでき
る。また、蒸留分離の容易なことから芳香族モノヒドロ
キシル化合物を用いるのが好ましく、その中でも、沸点
が低いフェノールを用いるのが好ましい。このような脂
肪族ヒドロキシル化合物は1種だけでもよいし、2種以
上混合して用いることもできる。One such aromatic hydroxyl compound is
Only one kind may be used, or two or more kinds may be mixed and used. Further, it is preferable to use an aromatic monohydroxyl compound because it can be easily separated by distillation, and among them, phenol having a low boiling point is preferably used. Such aliphatic hydroxyl compounds may be used alone or in combination of two or more.
【0015】本発明に用いられる1級ポリアミンとして
は、脂肪族1級ポリアミンや芳香族1級ポリアミンが挙
げられるが、二つ以上の1級アミノ基が脂肪族炭素原子
に結合している脂肪族1級ポリアミンであれば好まし
く、脂環族1級ポリアミンや芳香脂肪族1級ポリアミン
であってもよい。このような脂肪族1級ポリアミンとし
ては、例えば、エチレンジアミン,ジアミノプロパン
(各異性体),ジアミノブタン(各異性体),ジアミノ
ペンタン(各異性体),ジアミノヘキサン(各異性
体),ジアミノデカン(各異性体)等の脂肪族1級ジア
ミン類;トリアミノヘキサン(各異性体),トリアミノ
ノナン(各異性体),トリアミノドデカン(各異性
体),1,8−ジアミノ−4−アミノメチル−オクタ
ン,2,6−ジアミノカプリン酸−2−アミノエチルエ
ステル,1,3,6−トリアミノヘキサン,1,6,1
1−トリアミノウンデカン等の脂肪族1級トリアミン
類,ジアミノシクロブタン,ジアミノシクロヘキサン
(各異性体),3−アミノメチル−3,5,5−トリメ
チルシクロヘキシルアミン,トリアミノシクロヘキサン
(各異性体),ジ(アミノメチル)ピリジン(各異性
体),ジ(アミノメチル)ナフタレン(各異性体)等の
非環式脂肪族、脂環族および芳香脂肪族1級ポリアミン
類などである。Examples of the primary polyamine used in the present invention include aliphatic primary polyamines and aromatic primary polyamines. An aliphatic compound having two or more primary amino groups bonded to an aliphatic carbon atom. It is preferably a primary polyamine, and may be an alicyclic primary polyamine or an araliphatic primary polyamine. Examples of such aliphatic primary polyamines include ethylenediamine, diaminopropane (each isomer), diaminobutane (each isomer), diaminopentane (each isomer), diaminohexane (each isomer), diaminodecane ( Aliphatic primary diamines such as isomers; triaminohexane (each isomer), triaminononane (each isomer), triaminododecane (each isomer), 1,8-diamino-4-aminomethyl -Octane, 2,6-diaminocapric acid-2-aminoethyl ester, 1,3,6-triaminohexane, 1,6,1
Aliphatic primary triamines such as 1-triaminoundecane, diaminocyclobutane, diaminocyclohexane (each isomer), 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine, triaminocyclohexane (each isomer), di Acyclic aliphatic, alicyclic and araliphatic primary polyamines such as (aminomethyl) pyridine (each isomer) and di (aminomethyl) naphthalene (each isomer).
【0016】また、これらの1級ポリアミンの骨格を作
っている脂肪族基、脂環族基、芳香族基において、その
水素の一部がハロゲン、アルキル基、アルコキシ基、ア
リール基、エステル基、スルホン基、シアノ基等の置換
基によって置換されていてもよいし、骨格に不飽和結
合、エーテル結合、エステル結合、チオエーテル結合、
スルホン結合、ケトン結合などを含んでいてもよい。Further, in the aliphatic group, alicyclic group and aromatic group forming the skeleton of these primary polyamines, a part of hydrogen is halogen, alkyl group, alkoxy group, aryl group, ester group, It may be substituted with a substituent such as a sulfone group or a cyano group, and the skeleton is an unsaturated bond, an ether bond, an ester bond, a thioether bond,
It may contain a sulfone bond, a ketone bond, or the like.
【0017】本発明に用いられるN−無置換カルバミン
酸エステルは使用する有機ヒドロキシル化合物のヒドロ
キシル基(−OH)の代わりにアミノカルボキシル基
(−OCONH2)が結合したものであればどのような
ものであっても良い。例えば、N−無置換カルバミン酸
O−フェニル、N−無置換カルバミン酸O−(メチル)
フェニル、N−無置換カルバミン酸O−(ジメチル)フ
ェニル、N−無置換カルバミン酸O−(クロル)フェニ
ル、N−無置換カルバミン酸O−ブチルなどが挙げられ
る。The N-unsubstituted carbamic acid ester used in the present invention may be any one as long as an aminocarboxyl group (-OCONH2) is bonded instead of the hydroxyl group (-OH) of the organic hydroxyl compound used. It may be. For example, N-unsubstituted carbamate O-phenyl, N-unsubstituted carbamate O- (methyl)
Examples thereof include phenyl, N-unsubstituted carbamate O- (dimethyl) phenyl, N-unsubstituted carbamate O- (chloro) phenyl, and N-unsubstituted carbamate O-butyl.
【0018】本発明の実施に際し用いられる有機ヒドロ
キシル化合物の量は、使用される脂肪族1級ポリアミン
のアミノ基1当量当たり、2モル以上200モル以下と
なるよう使用するのが好ましい。2倍以下だと得られる
ウレタンの収率が低下する。また、200モルより多い
と空時収率が低下するばかりでなく、有機ヒドロキシル
化合物のリサイクル量が増大するからである。The amount of the organic hydroxyl compound used in the practice of the present invention is preferably 2 mol or more and 200 mol or less per 1 equivalent of the amino group of the aliphatic primary polyamine used. If it is 2 times or less, the yield of urethane obtained will decrease. Further, if it is more than 200 mol, not only the space-time yield is lowered but also the recycled amount of the organic hydroxyl compound is increased.
【0019】本発明に用いられる尿素とN−無置換カル
バミン酸エステルの量は、反応系において脂肪族1級ポ
リアミンのアミノ基1等量当たり、尿素とN−無置換カ
ルバミン酸エステルの和が1.05モル以上2モル以下
となるのが好ましい。尿素とN−無置換カルバミン酸エ
ステルの和が1級ポリアミンのアミノ基1等量当たり
1.05モルより少ないとN,N’−ジアルキル尿素体
が副生するし、2モルより多いと未反応のN−無置換カ
ルバミン酸エステルが多量に残存し、リサイクル量が多
くなるからである。The amount of urea and N-unsubstituted carbamic acid ester used in the present invention is such that the sum of urea and N-unsubstituted carbamic acid ester is 1 per 1 equivalent of the amino group of the aliphatic primary polyamine in the reaction system. It is preferably from 0.05 mol to 2 mol. When the sum of urea and N-unsubstituted carbamic acid ester is less than 1.05 mol per 1 equivalent of amino group of primary polyamine, N, N'-dialkylurea compound is by-produced, and when it is more than 2 mol, unreacted. This is because a large amount of N-unsubstituted carbamic acid ester remains and the recycled amount increases.
【0020】また、反応系における尿素とN−無置換カ
ルバミン酸エステルの比は任意の値を取りうる。N−無
置換カルバミン酸エステルは尿素に比べ高価であり、原
料として供給する場合には尿素を主体とし、N−無置換
カルバミン酸エステルはリサイクル量にとどめることが
工業的には好ましい。本発明の実施に際し、有機ヒドロ
キシル化合物を過剰量用いて溶媒とすることは好ましい
手法であるが、適当な他の溶媒を用いることもできる。
溶媒としては溶解度などの点から例えばトルエン、キシ
レン、クロルベンゼン、ジクロルベンゼン、ニトロベン
ゼンなどの芳香族炭化水素類;ジオキサン、ジエチレン
グリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジ
エチルエーテル等のエーテル系化合物類;N,Nジメチ
ルホルムアミド,N,Nジメチルアセトアミド等のアミ
ド系化合物類などが挙げられる。The ratio of urea to N-unsubstituted carbamic acid ester in the reaction system can take any value. N-unsubstituted carbamic acid ester is more expensive than urea, and when it is supplied as a raw material, urea is mainly used, and it is industrially preferable that the amount of N-unsubstituted carbamic acid ester is recycled. In carrying out the present invention, it is a preferable method to use an organic hydroxyl compound in an excess amount as a solvent, but an appropriate other solvent can also be used.
As the solvent, from the viewpoint of solubility, for example, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, and nitrobenzene; ether compounds such as dioxane, diethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol diethyl ether; N, N dimethylformamide, Examples include amide compounds such as N, N dimethylacetamide.
【0021】本発明の実施に際し使用する装置は反応蒸
留塔形式とし、例えば、充填塔または棚段塔が好まし
い。反応の形式は、反応段の最上段に原料をフィードし
反応塔内部を原料液を流下させながら反応を進める形式
とする。また反応塔の底部で発生させた蒸気は反応塔の
上部で分縮させることによって大部分還流され、ここで
凝縮しきれなかった蒸気はさらに上方に在る凝縮器によ
って反応塔内に全還流されるようにする。そして、副生
するアンモニアを頭頂部からガス状で取り出して除去す
る方法が好ましい。ここで、反応塔上部とは全反応段の
上側より約1/3の部位までを意味する。同様に反応塔
下部とは全反応段の下側より約1/3の部位までを意味
する。The apparatus used in the practice of the present invention is of the reactive distillation column type, for example, packed columns or tray columns are preferred. The reaction mode is such that the raw material is fed to the uppermost stage of the reaction stage and the reaction is allowed to proceed while the raw material liquid is flowing down inside the reaction tower. In addition, the vapor generated at the bottom of the reaction tower is mostly refluxed by partial condensation at the top of the reaction tower, and the vapor that could not be condensed here is totally refluxed into the reaction tower by the condenser above. To do so. Then, a method of taking out by-product ammonia in a gaseous form from the crown and removing it is preferable. Here, the upper part of the reaction column means a part up to about 1/3 from the upper part of all reaction stages. Similarly, the lower part of the reaction tower means a part from the lower side of all reaction stages to about 1/3.
【0022】驚くべきことに、上記のような反応形式に
おいて、反応塔の上部のみを100〜180゜Cになる
ように、例えば反応塔の外部に冷媒を流す方法、あるい
は内部にクーラーをいれる方法等によって積極的に冷却
して反応塔の底部で発生した蒸気を分縮し、反応塔上部
におけるアンモニア濃度を0.01〜10wt%と高濃
度に維持し、且つ反応塔下部を上部よりも20゜C以上
高くして副生するアンモニアを積極的に除去したとこ
ろ、ウレタン生成の反応選択率が向上し、ウレタン収率
としては約2%以上向上することが見いだされた。Surprisingly, in the above-mentioned reaction system, a method of flowing a refrigerant outside the reaction tower, or a method of putting a cooler inside, so that only the upper part of the reaction tower is heated to 100 to 180 ° C. Etc. to positively cool and vaporize the vapor generated at the bottom of the reaction tower to maintain the ammonia concentration in the upper part of the reaction tower at a high concentration of 0.01 to 10 wt%, and the lower part of the reaction tower to 20% higher than the upper part. It was found that the reaction selectivity of urethane formation was improved and the urethane yield was improved by about 2% or more when the by-product ammonia was positively removed by increasing the temperature by more than ° C.
【0023】本反応は多くの素反応から成る非常に複雑
な反応であるが、上記のような反応方式を用いた場合、
特に反応塔上部で起こっている反応が、目的物であるウ
レタン生成に有利なように作用していると思われる。従
って、本発明の実施に際し、反応塔上部は100〜18
0゜Cの温度範囲とし、一方、反応塔下部は160〜2
40゜Cの温度範囲で、且つ反応塔上部よりも20℃以
上高い温度として反応を行う。さらに好ましくは上部よ
りも30℃以上高くする。Although this reaction is a very complicated reaction consisting of many elementary reactions, when the above reaction system is used,
In particular, the reaction occurring in the upper part of the reaction column seems to act favorably for the production of the target urethane. Therefore, in carrying out the present invention, the upper part of the reaction tower is 100 to 18
The temperature range is 0 ° C, while the lower part of the reaction tower is 160-2.
The reaction is carried out in the temperature range of 40 ° C. and at a temperature higher than the upper part of the reaction tower by 20 ° C. or more. More preferably, it is higher than the upper portion by 30 ° C. or more.
【0024】反応塔下部を160゜Cより低い温度で反
応を行えば、反応速度が遅いばかりでなく、アンモニア
の溶解度が高く化学平衡的にも不利となり、ウレタンの
収率が低下する。また、反応塔下部を240゜Cより高
い温度で反応を行えば、尿素やN−無置換カルバミン酸
エステルが著しく分解したり有機ヒドロキシル化合物が
脱水素変性したり、あるいは生成物であるウレタンの分
解や変性による収率低下を招いたりする。If the lower part of the reaction tower is reacted at a temperature lower than 160 ° C., not only the reaction rate is slow, but also the solubility of ammonia is high and the chemical equilibrium is disadvantageous, so that the yield of urethane is lowered. If the lower part of the reaction tower is reacted at a temperature higher than 240 ° C, urea or N-unsubstituted carbamic acid ester is significantly decomposed, the organic hydroxyl compound is dehydrogenated, or the product urethane is decomposed. Or denaturation may cause a decrease in yield.
【0025】本発明者らによれば、O−アリールウレタ
ンの場合に特徴的な副生物としてフリース転位物がある
こと、およびこの反応は高温で急激に増加し、特に脂環
族O−アリールウレタンの場合にそれが著しい。この意
味において、反応塔下部におけるより好ましい温度範囲
は180〜220゜Cである。本発明の実施に際し、ウ
レタン化反応系に副生したアンモニアの除去すべき量
は、前述の温度条件と同様に反応塔の上部と下部とで異
なる。反応塔の上部においては反応温度および1級ポリ
アミンと有機ヒドロキシル化合物の塩基性度の差によっ
て多少異なるが、0.01〜10wt%、好ましくは
0.5〜5wt%となるようにするのがよい。一方、反
応塔の下部においては反応液中のアンモニア濃度が30
0ppm以下となるように積極的に除去し、且つ上部の
アンモニア濃度が下部よりも高くなるようにすることが
非常に重要である。アンモニア濃度が300ppm以上
だと、式(1)に示した平衡のためウレタンの収率は低
下するからである。さらにウレタンの収率を高くするた
めには、反応の最終段階における反応液中のアンモニア
濃度が15ppm以下となるように除去することが好ま
しい。According to the present inventors, there is a Fries rearrangement as a characteristic by-product in the case of O-aryl urethane, and this reaction rapidly increases at high temperature, and especially alicyclic O-aryl urethane. In that case it is remarkable. In this sense, the more preferable temperature range in the lower part of the reaction tower is 180 to 220 ° C. In carrying out the present invention, the amount of ammonia by-produced in the urethanization reaction system to be removed differs between the upper part and the lower part of the reaction column, as in the temperature conditions described above. In the upper part of the reaction tower, it is slightly different depending on the reaction temperature and the difference in basicity between the primary polyamine and the organic hydroxyl compound, but it is preferably 0.01 to 10 wt%, preferably 0.5 to 5 wt%. . On the other hand, in the lower part of the reaction tower, the ammonia concentration in the reaction solution is 30
It is very important that the ammonia concentration in the upper part is positively removed so that it becomes 0 ppm or less, and the ammonia concentration in the upper part is higher than that in the lower part. This is because when the ammonia concentration is 300 ppm or more, the urethane yield decreases due to the equilibrium shown in the formula (1). In order to further increase the yield of urethane, it is preferable to remove ammonia so that the concentration of ammonia in the reaction solution in the final stage of the reaction is 15 ppm or less.
【0026】 R−NHCONH2+Ar−OH‖R−NHCOO−Ar+NH3 (1) R−NHCONH2+R’−OH‖R−NHCOO−R’+NH3 (2) (反応式中、「R−」,「R’−」は脂肪族残基を示
し、[Ar−」は芳香族残基を示す。) 反応系に副生したアンモニアを除去する好ましい実施態
様の一つとして、反応蒸留法がある。すなわち、反応蒸
留法とは、反応下で逐次生成してくるアンモニアを蒸留
によって気体状で分離する方法である。アンモニアの蒸
留効率を上げるために、溶媒もしくは有機ヒドロキシル
化合物の沸騰下で行うこともできる。R-NHCONH 2 + Ar-OH / R-NHCOO-Ar + NH 3 (1) R-NHCONH 2 + R'-OH / R-NHCOO-R '+ NH 3 (2) (in the reaction formula, "R-", "R'-" represents an aliphatic residue, and [Ar- "represents an aromatic residue.) As one of the preferred embodiments for removing ammonia by-produced in the reaction system, there is a reactive distillation method. That is, the reactive distillation method is a method of separating ammonia, which is sequentially generated during the reaction, in a gaseous state by distillation. In order to improve the distillation efficiency of ammonia, it can also be performed under boiling of a solvent or an organic hydroxyl compound.
【0027】もう1つの実施態様として不活性ガスを用
いる方法がある。これは反応系内で副生してくるアンモ
ニアを、気体状で不活性ガスに同伴させることによっ
て、反応系から分離する方法である。このような不活性
ガスとして、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、炭酸
ガス、メタン、プロパン等を単独で、または混合して反
応系中に導入することも好ましい方法である。また、ガ
ス状低沸点有機溶媒も不活性ガス同様に副生したアンモ
ニアを反応系から除去するのに用いることができる。こ
うした低沸点の有機溶媒類として、例えば、ジクロルメ
タン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水
素類;ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トル
エン、キシレン等の低級炭化水素類;アセトン、メチル
エチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオ
キサン等のエーテル類を用いることもできる。Another embodiment is a method using an inert gas. This is a method in which ammonia produced as a by-product in the reaction system is separated from the reaction system by being entrained in an inert gas in a gaseous state. As such an inert gas, for example, nitrogen, helium, argon, carbon dioxide, methane, propane, etc. may be used alone or in a mixture, and then introduced into the reaction system. Also, a gaseous low-boiling point organic solvent can be used to remove the by-produced ammonia from the reaction system similarly to the inert gas. Examples of such low boiling point organic solvents include halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, chloroform and carbon tetrachloride; lower hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, benzene, toluene and xylene; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone. Ethers such as tetrahydrofuran and dioxane can also be used.
【0028】さらに、反応系に副生したアンモニアを除
去するために、反応蒸留法、不活性ガス等を用いる方法
等を組み合わせて用いることもできる。本発明の実施に
際し、反応圧力は、反応系の組成、反応温度、アンモニ
アの除去方法、および反応装置の種類等によって異なる
が、通常0.1〜50気圧の圧力範囲で反応を行うこと
が好ましい。さらに好ましくは、1〜30気圧の圧力範
囲が工業的に実施する上で好ましい。Further, in order to remove the ammonia by-produced in the reaction system, a reactive distillation method, a method using an inert gas or the like can be used in combination. In carrying out the present invention, the reaction pressure varies depending on the composition of the reaction system, the reaction temperature, the method for removing ammonia, the type of the reaction apparatus and the like, but it is usually preferable to carry out the reaction in the pressure range of 0.1 to 50 atm. . More preferably, a pressure range of 1 to 30 atm is preferable for industrial implementation.
【0029】同様に、反応時間も、反応系の組成、反応
温度、アンモニアの除去法、および反応装置の種類等に
よって異なるが、反応塔の上部、下部とも通常数十分〜
数十時間である。好ましくは数十分〜数時間である。た
だし、高温となる反応塔の底部に長時間ウレタンを滞留
させることはウレタンの分解やフリース転位物生成等を
招き、特にフリース転位物は高温下で急激に増加する。
このため反応塔の底部の滞留時間は30分以内とするよ
うに抜き出すことが必要となる。Similarly, the reaction time varies depending on the composition of the reaction system, the reaction temperature, the method of removing ammonia, the type of the reaction apparatus, etc., but is usually several tens of minutes at the upper and lower parts of the reaction tower.
Dozens of hours. It is preferably several ten minutes to several hours. However, making urethane stay in the bottom of the reaction tower for a long time leads to decomposition of urethane and formation of Fries rearrangement, and in particular, Fries rearrangement rapidly increases at high temperature.
For this reason, it is necessary to withdraw so that the residence time at the bottom of the reaction tower is within 30 minutes.
【0030】またさらに、反応速度を高める目的で、触
媒を用いることもできる。このような触媒としては、例
えば、希土類元素、アンチモン、ビスマスの単体および
これらの元素の酸化物、硫化物および塩類;ホウ素単体
およびホウ素化合物;周期律表の銅族、亜鉛族、アルミ
ニウム族、炭素族、チタン族の金属およびこれらの金属
の酸化物および硫化物;周期律表の炭素を除く炭素族、
チタン族、バナジウム族、クロム族元素の炭化物および
窒化物等が好ましく用いられる。触媒を用いる場合、こ
れら触媒と脂肪族1級アミンの量比はいくらでもとりう
るが、脂肪族1級アミンに対し重量比で通常0.000
1〜100倍の触媒を用いるのが好ましい。Further, a catalyst may be used for the purpose of increasing the reaction rate. Examples of such catalysts include rare earth elements, antimony and bismuth simple substances and oxides, sulfides and salts of these elements; simple boron and boron compounds; copper group, zinc group, aluminum group and carbon of the periodic table. Group, titanium group metals and oxides and sulfides of these metals; carbon groups excluding carbon in the periodic table,
Carbides and nitrides of titanium group, vanadium group, and chromium group elements are preferably used. When a catalyst is used, the catalyst and the aliphatic primary amine can be used in any amount ratio, but the weight ratio to the aliphatic primary amine is usually 0.000.
It is preferable to use 1 to 100 times the amount of catalyst.
【0031】本発明の方法は、O−アリールモノウレタ
ンおよびポリウレタンを製造するのに適しており、工業
的に多量に使用されている1,6−ヘキサメチレンジイ
ソシアナートのマスクドイソシアナートである1,6−
ヘキサメチレン−O,O’−ジフェニルウレタンまたは
ジブチルウレタンの製造、3−イソシアナートメチル−
3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアナート
(イソホロンジイソシアナート)のマスクドイソシアナ
ートである3−フェノキシカルボニルアミノメチル−
3,5,5−トリメチル−1−フェノキシカルボニルア
ミノメチルシクロヘキサン(イソホロンジフェニルウレ
タン)またはジブチルウレタンの製造、およびm−キシ
リレンジイソシアナートのマスクドイシシアナートであ
るm−キシリレン−O,O−ジフェニルウレタンまたは
ジブチルウレタンの製造にも適した方法である。The process of the present invention is a masked isocyanate of 1,6-hexamethylene diisocyanate, which is suitable for producing O-aryl monourethanes and polyurethanes and which is used in industrially large amounts. , 6-
Preparation of hexamethylene-O, O'-diphenylurethane or dibutylurethane, 3-isocyanatomethyl-
3-phenoxycarbonylaminomethyl-a masked isocyanate of 3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (isophorone diisocyanate)
Production of 3,5,5-trimethyl-1-phenoxycarbonylaminomethylcyclohexane (isophorone diphenyl urethane) or dibutyl urethane, and m-xylylene-O, O-diphenyl urethane which is a masked isocyanate of m-xylylene diisocyanate It is also a method suitable for producing dibutyl urethane.
【0032】[0032]
【実施例】以下で、ウレタンを連続的に製造するための
本発明の方法を実施する装置のシステム例および実施フ
ローを図1によって説明する。また、以下の実施例、比
較例は当該システム例および実施フローに基づき実施し
た。対応する物質流を括弧内の番号で示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A system example and an execution flow of an apparatus for carrying out the method of the present invention for continuously producing urethane will be described below with reference to FIG. Further, the following examples and comparative examples were carried out based on the system example and the implementation flow. The corresponding substance streams are indicated by the numbers in parentheses.
【0033】混合容器Aにて、一級ポリアミン(1)、
尿素(2)および/またはN−無置換カルバミン酸エス
テル(3)、および有機ヒドロキシル化合物(4)を混
合する。その混合液(5)をポンプによって反応蒸留塔
Bの最も上のプレートに供給する。反応蒸留塔Bは充填
塔、棚段塔などの通常の装置が使用され、ここでは内径
151mm、高さ12624mmの反応蒸留塔を用い
た。反応蒸留塔Bの平均滞留時間は0.5〜1.5時間
である。反応蒸留塔の上部約1/3の部分は目的とする
反応温度にするために、例えばその外部または内部を強
制冷却させる。反応塔の底部のリボイラーCで発生した
蒸気は反応蒸留塔Bの上部で大部分凝縮され、且つ残り
の蒸気は頭部で冷却水により凝縮され反応蒸留塔B内に
還流され、一方系内で副生したアンモニア(6)は頭頂
部からガス状で取り出される。また反応液(7)は反応
蒸留塔Bの底部より得られる。 (実施例1)1,6−ヘキサメチレンジアミン(HD
A)4.408kg,尿素5.244kg、そしてN−
無置換カルバミン酸O−フェニルを含むフェノール14
2.88kgからなる原料液を用いた。反応圧力は1.
10kg/cm2−G、上部温度は160℃、下部温度
は210℃、原料供給量は7kg/Hrの様な条件下で
行った。反応終了後、反応液を全量回収し反応液に含ま
れる1,6−ヘキサメチレン−O,O’−ジフェニルウ
レタン(HDU)およびアンモニア(NH3)の重量%
を定量した。この値からHDAの仕込みモル数あたりの
HDUのモル収率を換算した。その結果を表1に示す。 (実施例2〜3)実施例1と同じ装置を用い、反応圧
力、温度を変える以外は実施例1と同様の条件で行っ
た。実施例2では、反応圧力1.10kg/cm2−
G,上部温度120℃、下部温度210℃とした。実施
例3では、反応圧力2.00kg/cm2−G,上部温
度160℃、下部温度220℃とした。In the mixing container A, the primary polyamine (1),
Urea (2) and / or N-unsubstituted carbamic acid ester (3) and organic hydroxyl compound (4) are mixed. The mixed solution (5) is fed to the uppermost plate of the reactive distillation column B by a pump. As the reactive distillation column B, an ordinary apparatus such as a packed column or a tray column is used, and here, a reactive distillation column having an inner diameter of 151 mm and a height of 12624 mm was used. The average residence time of the reactive distillation column B is 0.5 to 1.5 hours. About the upper one-third part of the reactive distillation column is forcibly cooled, for example, externally or internally, in order to reach a desired reaction temperature. Most of the vapor generated in the reboiler C at the bottom of the reaction column is condensed at the upper part of the reactive distillation column B, and the remaining vapor is condensed at the head by cooling water and refluxed into the reactive distillation column B, while in the system. The by-produced ammonia (6) is taken out as a gas from the top of the head. The reaction liquid (7) is obtained from the bottom of the reactive distillation column B. (Example 1) 1,6-hexamethylenediamine (HD
A) 4.408 kg, urea 5.244 kg, and N-
Phenol containing unsubstituted O-phenyl carbamate 14
A raw material liquid consisting of 2.88 kg was used. The reaction pressure is 1.
The conditions were 10 kg / cm 2 -G, the upper temperature was 160 ° C., the lower temperature was 210 ° C., and the raw material supply rate was 7 kg / Hr. After completion of the reaction, the reaction solution is wholly recovered, and the weight% of 1,6-hexamethylene-O, O'-diphenylurethane (HDU) and ammonia (NH3) contained in the reaction solution.
Was quantified. From this value, the molar yield of HDU per the molar number of HDA charged was converted. Table 1 shows the results. (Examples 2 to 3) The same apparatus as in Example 1 was used, and the conditions were the same as in Example 1 except that the reaction pressure and temperature were changed. In Example 2, the reaction pressure was 1.10 kg / cm 2 −.
G, the upper temperature was 120 ° C, and the lower temperature was 210 ° C. In Example 3, the reaction pressure was 2.00 kg / cm 2 -G, the upper temperature was 160 ° C., and the lower temperature was 220 ° C.
【0034】(比較例1)実施例1と同じ装置、同じ原
料組成を用い、上部温度を変える以外は実施例1と同様
の条件で行った。比較例1では、上部温度を200℃と
した。その結果を表1に示す。 (実施例4〜7)実施例1と同じ操作を、原料の組成、
反応圧力、温度、反応塔内平均滞留時間を次のように変
える以外は実施例1と同じ条件で行った。3−アミノメ
チル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルアミン
(IPDA)6.460kg,尿素5.244kg、そ
してN−無置換カルバミン酸O−フェニルを含むフェノ
ール160.74kgからなる原料液を用いた。反応圧
力は0.85kg/cm2−G、上部温度は160℃、
下部温度は205℃とした。反応塔内平均滞留時間は3
0〜80分である。反応終了後、反応液を全量回収し反
応液に含まれる3−フェノキシカルボニルアミノメチル
−3,5,5−トリメチル−1−フェノキシカルボニル
アミノシクロヘキサン(IPDU)およびアンモニア
(NH3)の重量%を定量した。この値からIPAの仕
込みモル数あたりのIPDUのモル収率を換算した。実
施例4では、反応圧力0.85kg/cm2−G、上部
温度160℃、下部温度205℃とした。実施例5で
は、反応圧力2.00kg/cm2−G、上部温度16
0℃、下部温度220℃とした。実施例6では、反応圧
力3.95kg/cm2−G、上部温度160℃、下部
温度240℃とした。実施例7では、反応圧力0.85
kg/cm2−G、上部温度120℃、下部温度205
℃とした。その結果を表2に示す。 (比較例2〜4)実施例4と同じ装置を用い、反応圧
力、温度量を変える以外は実施例4と同様の条件で行っ
た。比較例2では、反応圧力0.85kg/cm2−
G、上部温度190℃、下部温度205℃とした。比較
例3では、反応圧力2.00kg/cm2−G、上部温
度210℃、下部温度220℃とした。比較例4では、
反応圧力3.95kg/cm2−G、上部温度230
℃、下部温度240℃とした。Comparative Example 1 The same apparatus and the same raw material composition as in Example 1 were used, and the same conditions as in Example 1 were used except that the upper temperature was changed. In Comparative Example 1, the upper temperature was 200 ° C. Table 1 shows the results. (Examples 4 to 7) The same operation as in Example 1 was repeated except that the composition of raw materials,
The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the reaction pressure, temperature, and average residence time in the reaction tower were changed as follows. A raw material liquid consisting of 6.460 kg of 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine (IPDA), 5.244 kg of urea, and 160.74 kg of phenol containing N-unsubstituted O-phenyl carbamate was used. The reaction pressure is 0.85 kg / cm 2 -G, the upper temperature is 160 ° C.,
The lower temperature was 205 ° C. The average residence time in the reaction tower is 3
It is 0 to 80 minutes. After completion of the reaction, the reaction solution was totally recovered and the weight% of 3-phenoxycarbonylaminomethyl-3,5,5-trimethyl-1-phenoxycarbonylaminocyclohexane (IPDU) and ammonia (NH3) contained in the reaction solution was determined. . From this value, the molar yield of IPDU per molar number of IPA charged was converted. In Example 4, the reaction pressure was 0.85 kg / cm 2 -G, the upper temperature was 160 ° C., and the lower temperature was 205 ° C. In Example 5, the reaction pressure was 2.00 kg / cm 2 -G and the upper temperature was 16
The temperature was 0 ° C and the lower temperature was 220 ° C. In Example 6, the reaction pressure was 3.95 kg / cm 2 -G, the upper temperature was 160 ° C., and the lower temperature was 240 ° C. In Example 7, the reaction pressure was 0.85.
kg / cm 2 -G, upper temperature 120 ° C., lower temperature 205
° C. The results are shown in Table 2. (Comparative Examples 2 to 4) The same apparatus as in Example 4 was used, and the same conditions as in Example 4 were used except that the reaction pressure and the temperature amount were changed. In Comparative Example 2, the reaction pressure was 0.85 kg / cm 2 −.
G, the upper temperature was 190 ° C, and the lower temperature was 205 ° C. In Comparative Example 3, the reaction pressure was 2.00 kg / cm 2 -G, the upper temperature was 210 ° C., and the lower temperature was 220 ° C. In Comparative Example 4,
Reaction pressure 3.95 kg / cm 2 -G, upper temperature 230
The lower temperature was 240 ° C.
【0035】その結果を表2に示す。 (実施例8〜9)実施例4と同じ装置を用い、上部の平
均滞留時間を変える以外は実施例4と同様の条件で行っ
た。実施例8では、上部平均滞留時間を30分とした。
実施例9では、上部平均滞留時間を120分とした。そ
の結果を表2に示す。 (実施例10)実施例4と同じ装置を用い、原料組成と
上部温度を変える以外は実施例4と同様の条件で行っ
た。実施例10では、3−アミノメチル−3,5,5−
トリメチルシクロヘキシルアミン(IPDA)4.40
8kg,尿素10.488kg、そしてN−無置換カル
バミン酸O−フェニルを含むフェノール112.48k
gからなる原料液を用い、上部温度は140℃とした。
その結果を表3に示す。 (比較例5)実施例4と同じ装置を用い、上部温度を変
える以外は実施例4と同様の条件で行った。比較例5で
は、上部温度を200℃とした。その結果を表3に示
す。The results are shown in Table 2. (Examples 8 to 9) The same apparatus as in Example 4 was used, and the same conditions as in Example 4 were used except that the average residence time in the upper part was changed. In Example 8, the upper average residence time was 30 minutes.
In Example 9, the upper average residence time was 120 minutes. The results are shown in Table 2. (Example 10) The same apparatus as in Example 4 was used, and the same conditions as in Example 4 were used except that the raw material composition and the upper temperature were changed. In Example 10, 3-aminomethyl-3,5,5-
Trimethylcyclohexylamine (IPDA) 4.40
Phenol 112.48k containing 8 kg, urea 10.488 kg, and N-unsubstituted O-phenyl carbamate
A raw material liquid of g was used and the upper temperature was 140 ° C.
Table 3 shows the results. (Comparative Example 5) The same apparatus as in Example 4 was used, and the same conditions as in Example 4 were used except that the upper temperature was changed. In Comparative Example 5, the upper temperature was 200 ° C. Table 3 shows the results.
【0036】[0036]
【表1】 [Table 1]
【0037】[0037]
【表2】 [Table 2]
【0038】[0038]
【表3】 [Table 3]
【0039】[0039]
【発明の効果】本発明によれば、従来法に比べ次の利点
がある。 1)反応塔上部を積極的に冷却しそこの液中でのアンモ
ニア濃度を0.01〜10wt%に維持し、一方下部で
は液中のアンモニア濃度が300ppm以下になるよう
に維持し、且つ反応塔上部の液中アンモニア濃度が反応
塔下部のアンモニア濃度よりも高くなるようにし、副生
するアンモニアを反応系から積極的に除去しながら反応
させることで、反応選択率を高めることによりウレタン
を高収率で得ることができる。The present invention has the following advantages over the conventional method. 1) Actively cooling the upper part of the reaction tower to maintain the ammonia concentration in the liquid at 0.01 to 10 wt%, while maintaining the ammonia concentration in the liquid at 300 ppm or less in the lower part, and reacting By making the concentration of ammonia in the liquid at the top of the tower higher than the concentration of ammonia in the bottom of the reaction tower and by reacting while positively removing the by-product ammonia from the reaction system, it is possible to increase the reaction selectivity and increase the urethane content. It can be obtained in yield.
【0040】2)ホスゲンや一酸化炭素を用いないた
め、腐食や毒性の問題、および塩化水素ガス等が大量に
副生する問題がない。さらに、高価な貴金属触媒を使用
する必要がないため安価である。 3)ウレタン収率が高いため工業的に実施する上で有利
である。さらに、得られるウレタンがO−アリールウレ
タンであれば、熱解離が容易でありマスクドイソシアナ
ートおよびイソシアナートの中間原料等に用いるのに有
利である。2) Since phosgene and carbon monoxide are not used, there are no problems of corrosion and toxicity, and a large amount of hydrogen chloride gas as a by-product. Furthermore, it is inexpensive because there is no need to use an expensive precious metal catalyst. 3) High urethane yield is advantageous in industrial implementation. Furthermore, when the urethane obtained is an O-aryl urethane, it is easy to thermally dissociate and is advantageous for use as a masked isocyanate, an intermediate raw material of an isocyanate, and the like.
【図1】 本発明の方法を実施する装置のシステム例お
よび実施フローを説明する説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a system example and an implementation flow of an apparatus that implements the method of the present invention.
1、一級ポリアミン 2、尿素 3、N−無置換カルバミン酸エステル 4、有機ヒドロキシル化合物 5、混合液 6、アンモニア 7、反応液 A、混合容器 B、反応蒸留塔 C、リボイラー 1, primary polyamine 2, urea 3, N-unsubstituted carbamic acid ester 4, organic hydroxyl compound 5, mixed solution 6, ammonia 7, reaction solution A, mixing vessel B, reactive distillation column C, reboiler
Claims (4)
−無置換カルバミン酸エステル及び有機ヒドロキシル化
合物を反応塔に連続的に供給し、相応するウレタンを生
じさせ、反応塔内で発生するアンモニアを反応塔から連
続的に抜き出しつつ、当該生成するウレタンを含む反応
液を反応塔の底部より連続的に抜き出すことからなるウ
レタンの連続的製造方法において、 a)反応塔上部の温度は100〜180゜Cおよび反応
塔下部の温度を160〜280°Cに維持し、且つ反応
塔下部の温度を反応塔上部の温度より20゜C以上高く
すること、 b)反応塔上部の液中におけるアンモニア濃度を0.0
1〜10wt%に維持し、反応塔の底部での反応液中の
アンモニア濃度を0.1〜300ppmに維持し、且つ
反応塔上部の液中のアンモニア濃度は反応塔下部の液中
のアンモニア濃度よりも高いことを特徴とするウレタン
の連続的製造方法。1. A primary polyamine, urea and / or N
-Unsubstituted carbamic acid ester and organic hydroxyl compound are continuously supplied to the reaction column to generate a corresponding urethane, and ammonia generated in the reaction column is continuously extracted from the reaction column while containing the urethane formed. In a continuous method for producing urethane, which comprises continuously withdrawing the reaction liquid from the bottom of the reaction tower, a) maintain the temperature of the upper part of the reaction tower at 100 to 180 ° C and the temperature of the lower part of the reaction tower at 160 to 280 ° C And the temperature of the lower part of the reaction tower is higher than the temperature of the upper part of the reaction tower by 20 ° C. or more, and b) the concentration of ammonia in the liquid in the upper part of the reaction tower is 0.0
1 to 10 wt%, the ammonia concentration in the reaction liquid at the bottom of the reaction tower is maintained at 0.1 to 300 ppm, and the ammonia concentration in the liquid above the reaction tower is the ammonia concentration in the liquid below the reaction tower. Continuous production method of urethane characterized by higher than
キシル化合物である請求項1記載のウレタンの連続的製
造方法。2. The continuous production method for urethane according to claim 1, wherein the organic hydroxyl compound is an aromatic hydroxyl compound.
無置換カルバミン酸O−アリールである請求項1または
2記載のウレタンの連続的製造方法。3. The N-unsubstituted carbamic acid ester is N-
The continuous production method of urethane according to claim 1 or 2, which is an unsubstituted O-aryl carbamate.
である請求項1から3記載のいずれかのウレタンの連続
的製造方法。4. The continuous method for producing a urethane according to claim 1, wherein the primary polyamine is an aliphatic primary polyamine.
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